PVF內(nèi)涂鋼桶之鋼桶內(nèi)涂熱固性涂料涂烤工藝淺議

一、熱固型涂料概述

近幾年來(lái),隨著外貿(mào)事業(yè)高速度發(fā)展,外貿(mào)出口產(chǎn)品成了國(guó)家換匯的重要來(lái)源。產(chǎn)品的出口,不僅取決于其內(nèi)在質(zhì)量的好壞,而且和與之配套的包裝有很大的關(guān)系。國(guó)外一些發(fā)達(dá)的國(guó)家,對(duì)包裝都很講究。他們不僅要求產(chǎn)品的價(jià)廉、物美,更講究包裝的合理、精致美觀。這樣無(wú)形之中就加快了我國(guó)包裝事業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步。特別是化工產(chǎn)品的包裝,不僅要外觀美和內(nèi)在美,而且要確保它與其盛裝的化工原料不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),不變質(zhì),不腐蝕,這就對(duì)包裝行業(yè)提出了新課題!如何尋求最新工藝能實(shí)現(xiàn)美觀、價(jià)廉、方便的包裝來(lái)盛裝化工原料,達(dá)到保證化工原料在國(guó)際交往中安全可靠運(yùn)輸?shù)哪康摹?br/>

幾年來(lái),通過(guò)實(shí)踐采用熱固性涂料涂裝在金屬鋼桶內(nèi)壁,靠涂膜隔開(kāi)化工原料,致使化工原料不直接與金屬物接觸收到了良好的效果。過(guò)去傳統(tǒng)包裝化工原料的做法是用玻璃瓶、陶瓷缸、塑料桶、金屬外殼塑料內(nèi)襯桶等。事實(shí)上,玻璃陶瓷易碎;由于世界各地區(qū)氣溫變化差異,加之塑料耐候性差,產(chǎn)生遇高溫軟、低溫硬碎等情況;金屬外殼內(nèi)襯塑桶造價(jià)昂貴。因此這幾種包裝根本不適應(yīng)大批量遠(yuǎn)洋運(yùn)輸。熱固型涂料是根據(jù)盛裝化工原料的三防(防濕性、防鹽霧、防霉菌)的性質(zhì)選用不同的涂料,經(jīng)過(guò)涂裝后,放入適當(dāng)溫度下、讓涂料中的潛溶劑蒸發(fā)而固化成一層均勻的薄膜覆蓋在金屬鋼桶內(nèi)壁表面、灌裝原料后隔絕了化工原料與金屬壁的接觸,保證了化工產(chǎn)品在這樣運(yùn)輸中不變質(zhì)、不滲漏,耐沖擊,使出口產(chǎn)品安全抵達(dá)各地。

開(kāi)口鋼桶

二、幾種熱固性涂料

近幾年來(lái),為包裝配套生產(chǎn)了許多不同系列熱固性涂料。這些涂料在使用過(guò)程中,根據(jù)不同盛裝物,鋼桶的內(nèi)壁涂裝不同涂料后,內(nèi)容物在存放和長(zhǎng)途運(yùn)輸中取得了較好的效果。有些經(jīng)過(guò)涂烤后的包裝在防變質(zhì)防滲漏等問(wèn)題上曾獲得不少外商贊譽(yù)。我們不妨將幾種常用的熱固性涂料作一些介紹:

l、PVF內(nèi)涂鋼桶

PVF系列涂料俗稱聚氟乙烯涂料。四十年代美國(guó)杜邦公司開(kāi)始研究,63年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化;日本電氣化學(xué)工業(yè)公司于68年完成PVF研究實(shí)驗(yàn)性裝置,70年投產(chǎn);前蘇聯(lián)67年開(kāi)始實(shí)驗(yàn)生產(chǎn);我國(guó)66年開(kāi)始合成研究,73年開(kāi)始應(yīng)用研究,76年推廣應(yīng)用至今。

PVF涂料由聚乙烯樹(shù)脂、鄰苯二甲酸二甲醋和鄰苯二甲酸二乙酷、顏料和穩(wěn)定劑組成。固體份為20~30%、比重為1.2~1.3.它具有耐老化、耐化學(xué)藥品、附著力強(qiáng)、抗沖擊、無(wú)毒等特點(diǎn)。據(jù)已有鑒定資料表明;由它涂裝后烤制好的鋼桶盛裝多種化工原料,長(zhǎng)時(shí)間存放、漆膜無(wú)變化、無(wú)腐蝕點(diǎn)。盛裝物不變質(zhì)、不反應(yīng)、無(wú)滲漏。是目前國(guó)產(chǎn)涂料中用于化工包裝中較為常用的一種。

2、EPR型系列樹(shù)脂涂料

EPR型樹(shù)脂涂料是我國(guó)80年代為適應(yīng)出口包裝而研制用于食品及蜂蜜出口包裝的專用涂料。它是由高分子量609號(hào)環(huán)氧樹(shù)脂、丁醇改性酚醛樹(shù)酷等調(diào)配而成的。又叫FM型環(huán)氧酚醛涂料。分FM,(是清樹(shù)脂單組份,能單獨(dú)使用)和FMZ(是雙組份、分甲、乙組份,甲組份是清漆,乙組份是色漿,使用時(shí)按體積份l:9混合攪勻后使用)兩種。

EPR型樹(shù)脂經(jīng)過(guò)涂烤干燥成膜后具有良好的杭沖擊性,耐腐蝕性和致密性。對(duì)鋼板有較好的附著力,并符合國(guó)家食品包裝衛(wèi)生要求。

3、日本環(huán)氧609樹(shù)脂涂料

環(huán)氧609樹(shù)脂同屬于環(huán)氧樹(shù)脂系列,它性質(zhì)與國(guó)產(chǎn)EPR型系列基本相似。主要用于70年代80年代的食品包裝涂料。和EPR型系列涂料比,許多理化指標(biāo)基本相同。它也主要用于食品和蜂蜜桶的涂裝。環(huán)氧609在國(guó)際食品包裝中有一定市場(chǎng),它屬于世界衛(wèi)生組織認(rèn)可的食品包裝涂料之一

三、涂裝前的工件表面處理

涂層和金屬表面之間的結(jié)合力如何是衡量熱固性涂料涂裝后質(zhì)量好壞的重要標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合力好的涂層,不但經(jīng)得起機(jī)械撞擊,而且即使某處遭受銹蝕或有害液體的滲透,也不容易向周圍擴(kuò)散。因此,涂前金屬表面處理是熱固性涂料工藝中第一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

那么,金屬表面處理的好壞是怎樣區(qū)分的呢?一般來(lái)講:涂前工藝表面無(wú)油脂;無(wú)銹皮;無(wú)灰塵;表面粗糙(無(wú)嚴(yán)重銹蝕點(diǎn))。涂前表面處理就是圍繞解決這四個(gè)方面問(wèn)題作文章。當(dāng)然表面處理方法眾多,做法往往參差不一。按照有關(guān)手冊(cè)規(guī)定工藝進(jìn)行,當(dāng)然可以。下面我們介紹一種簡(jiǎn)單的處理辦法:

1、乳化劑去油

用金屬洗凈劑與水按2:100的比例配成溶液,倒入洗槽內(nèi)加溫至20℃~30℃,將鋼桶置入溫水內(nèi)用洗桶機(jī)內(nèi)外洗滌(無(wú)條件的可用手持布頭反復(fù)擦洗)后,瀝干殘留在桶壁上的洗凈劑溶液,再用溫水沖洗至桶壁上無(wú)滑膩感后,用自來(lái)水內(nèi)外反復(fù)沖洗多遍自然涼干。

2、酸洗除銹、堿中和

根據(jù)金屬銹蝕程度,照有關(guān)手冊(cè)配制不同濃度酸洗液,將經(jīng)過(guò)去油的桶進(jìn)行酸洗除銹。除銹后立即用清水洗掉酸洗液,再放入弱堿液中進(jìn)行中和處理。防止未沖洗干凈的殘余酸液繼續(xù)腐蝕金屬。將中和處理后的工件置于自來(lái)水中反復(fù)沖洗干凈,瀝干后,放入100℃左右溫度的爐中烘干。堆放在無(wú)灰砂、無(wú)銹蝕的干燥處待涂。一般來(lái)講,凡經(jīng)過(guò)酸洗后,金屬表面間光潔度有所破壞,金屬表面用放大鏡直觀明顯地出現(xiàn)凹凸不平粗糙現(xiàn)象。這將增加成膜涂層的接觸面積,進(jìn)一步加強(qiáng)涂膜對(duì)金屬表面的附著力有好處。

四、涂裝方式

涂裝方式就是指采用什么手段將涂料均勻的噴涂到經(jīng)過(guò)表面處理后的工件上.一般的講這與企業(yè)的承受能力和生產(chǎn)的批量有關(guān)。如果經(jīng)濟(jì)條件許可和生產(chǎn)能力大,產(chǎn)品的需要量大可以采用先進(jìn)的方式涂裝。反之涂裝的方式就應(yīng)簡(jiǎn)單。據(jù)容器包裝行業(yè)已掌握的資料表明:目前我國(guó)能生產(chǎn)熱固性涂料的涂裝方式分為:刷涂滾涂;離心式噴涂;高壓無(wú)氣噴涂;自動(dòng)濾汽調(diào)壓空氣噴吹吸漆噴涂。現(xiàn)將這幾種涂裝方式介紹如下:

1、刷涂滾涂

這是一種比較原始的手工操作方法。其原理是用毛刷和滾刷沾上涂料后,均勻在金屬表面來(lái)回涂抹。操作勞動(dòng)強(qiáng)度大,涂上去的漆不均勻,容易產(chǎn)生流掛。烤出來(lái)的工件漆膜明顯不均,光亮度差。大批量的生產(chǎn)中不易提倡和推廣。這種方法只適合在實(shí)驗(yàn)內(nèi)作涂片理化試驗(yàn)應(yīng)用。

2、離心式噴涂

原理是電機(jī)軸端裝有一扇形噴杯,在扇形噴杯中置一根能噴出壓力為2kg/cm2的壓力漆流軟管。壓力漆從軟管中撒在扇形杯內(nèi)壁,再靠電動(dòng)機(jī)以每分鐘1400轉(zhuǎn)的速度帶動(dòng)扇形杯高速轉(zhuǎn)動(dòng),流落在扇形杯壁上的壓力漆流離心甩出,使漆成為圓弧形漆霧打在直線勻速運(yùn)動(dòng)的桶身內(nèi)壁上。噴完后將桶取出靜置一段時(shí)間然后入爐。這種方法適用于進(jìn)口日本環(huán)氧609和2126號(hào)涂料的涂裝。如果粘度較大的涂料,用這種方法涂裝會(huì)出現(xiàn)明顯不均現(xiàn)象.雖然環(huán)氧609和酚醛1226號(hào)在涂裝時(shí)也有不均現(xiàn)象,但它們粘度較稀,同時(shí)在烘烤成膜中,由于溫度的作用,厚薄之間可以互相滲透。如果FM型涂料采用這種方法就不行。FM型涂料在噴涂中由于離心力無(wú)法將粘度大的FM型涂料完全霧化,有的甚至呈粒狀飛濺在桶壁上,又加上這種涂料在爐中成膜中互相滲透的流動(dòng)性差或潛溶劑揮發(fā)太快,致使漆膜表面粗糙、無(wú)光亮度。離心式漆噴涂的缺點(diǎn)是加入儲(chǔ)漆罐中的空氣是直接由配氣站引入的。因此,汽流中帶有空氣壓縮機(jī)氣缸內(nèi)的排出油和水,涂裝時(shí)會(huì)帶入涂裝在工件表面的漆膜里去。油進(jìn)入漆膜后嚴(yán)重影響漆膜與桶壁的附著力,水進(jìn)入漆膜后工件在烘烤時(shí),水在漆膜內(nèi)蒸發(fā)成蒸汽,將快要固化的漆膜蒸發(fā)成氣泡,也會(huì)使周圍的漆膜嚴(yán)重剝離桶壁。所以生產(chǎn)時(shí),要考慮如何減少壓縮空氣中油水對(duì)涂膜的危害。

3、高壓無(wú)氣噴涂機(jī)的涂裝

高壓無(wú)氣噴涂設(shè)備是將稀釋后的涂料利用高壓泵的氣缸和柱塞缸的面積差將壓力放大的原理而制成的.它利用壓縮空氣作動(dòng)力,由氣缸驅(qū)動(dòng)柱塞缸使油漆吸入并增至14.4~21.6兆帕力/cm2。當(dāng)高壓涂料通過(guò)特殊的噴嘴小孔到大氣時(shí),就立即劇烈膨脹霧化成很細(xì)的有一定沖擊力的扇形漆流噴向工件。因扇形漆流不混入壓縮空氣,故漆流中和附著在金屬表面的漆膜里不存在水和油,從而保證了漆膜的容量。它是目前尚為理想的涂裝設(shè)備。但是,對(duì)于有些熱固性涂料中的潛溶劑在高壓釋放膨脹中劇烈揮發(fā),有時(shí)會(huì)適得其反。如FM型涂料,它是由高分子環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、鈦白顏料、助劑和有機(jī)溶劑調(diào)制而成的。其中,這些有機(jī)溶劑在高壓釋放膨脹中劇烈揮發(fā),所以涂料殘存下來(lái)的樹(shù)脂和鈦白顏料、助劑呈粉絲霧狀從噴嘴內(nèi)飛出、附在工件表面呈粉狀覆蓋,進(jìn)爐經(jīng)烘烤后根本不成膜狀。即使在噴涂前加入過(guò)量的稀釋劑也不能如愿。

4、自動(dòng)調(diào)壓空氣噴吹吸漆噴涂設(shè)備

自動(dòng)調(diào)壓空氣噴吹噴涂設(shè)備是科技人員根據(jù)高壓無(wú)氣噴涂原理和離心噴涂的優(yōu)點(diǎn)綜合設(shè)計(jì)而成的。基本上適合各種熱固性涂料的涂裝使用。特別是當(dāng)利用前面所述幾種方法對(duì)FM系列涂料效果不佳的情況下,有其獨(dú)到的作用。它的原理是在儲(chǔ)漆罐中注入2.5~3kg/cm2經(jīng)過(guò)過(guò)濾的壓縮空氣,進(jìn)入的空氣壓力必須是可調(diào)的,可調(diào)范圍在0~7kg/cm2之間.經(jīng)過(guò)空氣壓縮的漆流由軟管引出經(jīng)球形節(jié)制閥控制后引出。再用另一根管接入4kg/cm2壓力且經(jīng)過(guò)過(guò)濾的壓縮空氣。分別將兩管接入兩根并列聯(lián)接在一起鋼管上。兩鋼管另外兩端裝上噴嘴,噴嘴的安裝位置形同小型噴漆槍噴嘴的裝法固定;兩根鋼管用緊圈固定在上形座上,上形座又用螺栓固定在作勻速直線往復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)的螺母上,螺母的絲桿是梯形牙(也可用液壓缸傳遞)。螺母往復(fù)傳遞的線速度為1~2米/分鐘可調(diào)。桶內(nèi)壁繞噴嘴作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),轉(zhuǎn)速為100~150轉(zhuǎn)/分鐘。其鋼桶轉(zhuǎn)動(dòng)是靠四個(gè)橡膠輪轉(zhuǎn)動(dòng)和支承的。鋼桶的轉(zhuǎn)動(dòng)使噴出的高壓流在離心力的作用下均勻覆蓋,在鋼桶內(nèi)壁表面,轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)使漆粒互相柔和和滲透。在工件上方裝有形抽氣罩,抽氣罩上方裝有抽氣機(jī),可將高壓噴出的漆霧余氣由抽氣機(jī)抽入煙囪排出,剩余有害漆霧高空排放。此種機(jī)構(gòu)噴涂的優(yōu)點(diǎn)是調(diào)節(jié)靈活,噴出的漆霧所產(chǎn)生的漆膜致密均勻,膜中不含油水,烘烤后成膜表面光亮度極高。

閉口鋼桶

五、烘烤爐分類應(yīng)用及安全防護(hù)

烘烤爐是熱固性涂料成膜的關(guān)鍵設(shè)備。因?yàn)橥靠局型苛铣赡Q定于傳輸;成膜時(shí)間;溫區(qū)溫控;工件的自轉(zhuǎn);安全排放等五個(gè)方面。這五個(gè)方面缺一不可,它們既是互相依存,又是互相矛盾的。設(shè)計(jì)者和操作者就要在設(shè)計(jì)和使用時(shí)利用它們互相關(guān)系進(jìn)行制約和調(diào)節(jié)。忽視或強(qiáng)調(diào)哪個(gè)方面都容易引起不良效果,更有甚者還會(huì)給操作者帶來(lái)生命危險(xiǎn)。這一切不能不引起設(shè)計(jì)者操作者的高度重視。

連續(xù)式烘烤爐根據(jù)熱源來(lái)分大致分為彈簧電阻絲、碳化硅遠(yuǎn)紅外線,石英玻璃遠(yuǎn)紅外線加熱器三種。雖然有條件的地方可用煤炭作為熱源,由于煤粉和煤炭容易污損漆膜,如果除塵工作做得好,煤炭充足價(jià)廉也可作為連續(xù)式烤爐熱源。下面我們僅就這三種不同熱源的共同點(diǎn)和差異分述如下:

連續(xù)式烘烤爐的傳輸是利用兩根平行鏈條由鏈輪傳入運(yùn)送工件進(jìn)出爐的。為使工件自轉(zhuǎn)(指工件是旋轉(zhuǎn)體的鋼桶類),將兩條鏈條的鏈節(jié)因工件間距等分成若干等距鏈節(jié),再在這些鏈節(jié)上與兩根鏈條上垂直固定一根兩端裝有必150mm外徑滾輪的小軸,便于鏈條在爐內(nèi)軌道上傳動(dòng)時(shí)帶動(dòng)放在滾輪上面的工件自轉(zhuǎn);鏈條在爐腔內(nèi)傳送的線速度為1~3米/分鐘范圍內(nèi)由調(diào)速電機(jī)調(diào)速。爐壁中用礦棉作絕熱保護(hù)。爐體全長(zhǎng)24米。爐頂上裝有必300毫米左右口徑且內(nèi)裝有可調(diào)風(fēng)口大小的煙囪。煙囪高出廠房屋面6~8米。根據(jù)爐長(zhǎng)劃分三個(gè)溫區(qū),進(jìn)爐和出爐時(shí)的溫區(qū)低于成膜中間溫區(qū)。這三個(gè)溫區(qū)裝有電器零件自動(dòng)控溫。由于熱電偶在工作時(shí)的隋性時(shí)間長(zhǎng),影響正在生產(chǎn)的實(shí)際溫度。在烤爐的三個(gè)溫區(qū)又有實(shí)測(cè)溫孔,便于操作者用測(cè)溫探頭靈活測(cè)出當(dāng)時(shí)生產(chǎn)的實(shí)際溫度。煙囪可調(diào)風(fēng)口的調(diào)節(jié)至關(guān)重要,它不僅影響到爐溫,同時(shí)影響到爐內(nèi)潛溶劑蒸發(fā)的壓力。當(dāng)關(guān)閉可調(diào)風(fēng)門(mén),潛溶劑蒸氣壓力加大,到一定飽和層度,溫度也同時(shí)升高的條件下會(huì)引起爐內(nèi)燃燒爆炸。

我們將三種熱源烤爐的基本情況作如下介紹:

1、彈簧電阻絲式

它的做法是用Φ5mm粗的電阻絲繞成外徑為Φ50mm節(jié)距為3mm的等距彈簧狀每根長(zhǎng)20m,共三根。用耐火板等距平行排列在爐底,總功率為200kw。用這種彈簧式電阻絲產(chǎn)生熱作烤爐,只適合酚醛2126之類成膜溫度不高的熱固性涂料的烘烤。它除造價(jià)低廉,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單外,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足溫度高、溫控嚴(yán)格的其它類型涂料生產(chǎn)。同時(shí)耗能大、升溫慢、熱輻射能力差。由于電爐絲裸露,通電后電阻絲表面溫度達(dá)到1000℃,遇到蒸發(fā)的潛溶劑起火燃燒爆炸。而且電阻絲常和高溫化學(xué)蒸氣接觸容易腐蝕和氧化,要經(jīng)常更換和修理。同時(shí),產(chǎn)生的最高爐內(nèi)溫度也難以滿足部分涂料成膜的工藝溫度,故不易提倡。

2、碳化硅遠(yuǎn)紅外線加熱器式

碳化硅遠(yuǎn)紅外線加熱器的原理是由這種加熱器輻射出來(lái)的遠(yuǎn)紅外線作為熱源的。遠(yuǎn)紅外線熱轉(zhuǎn)換率高,熱穩(wěn)定性好,熱慣性小。所以無(wú)論從效果和效益上講都比彈簧式電爐絲發(fā)熱作熱源好。特別是這種遠(yuǎn)紅外線輻射出的熱能滿足目前幾種常用的熱固性涂料的工藝溫度。屬于常用的一種熱源。它的制作是將150毫米或200毫米見(jiàn)方的硅板按200kw功率平均安裝在24米長(zhǎng),1.4米寬的爐底,并裝上防護(hù)裝置,避免工件掉在上面。同樣按爐體長(zhǎng)度分三個(gè)溫區(qū)用電器零件自動(dòng)控溫。缺點(diǎn)是硅板在受熱時(shí),由于收縮不一產(chǎn)生不規(guī)則斷裂剝落,這樣使電阻絲裸露在硅板外面,電阻絲的裸露和前面彈簧絲電阻爐一樣,其電阻絲上面高溫引起爐內(nèi)高溫潛溶劑燃燒爆炸。而且壽命因裸露緣故,電阻絲腐蝕和高溫氧化而變短。

3、遠(yuǎn)紅外線石英玻璃管加熱器作熱源式

遠(yuǎn)紅外線石英玻璃管加熱器和碳化硅的比較起來(lái),其熱源都是遠(yuǎn)紅外線輻射。但在轉(zhuǎn)換成遠(yuǎn)紅外線的效果確大不一樣。和碳化硅,彈簧電阻絲式比較,又有它的優(yōu)點(diǎn):

1、省電節(jié)能同樣是200kw功率的電烤爐,生產(chǎn)合閘時(shí),三相電的起動(dòng)電流不同:彈簧電阻絲式為40oA,碳化硅式電爐其起動(dòng)電流為350A。且彈簧式電阻絲式起動(dòng)時(shí)引起供電系統(tǒng)線路壓降過(guò)低,影響其余設(shè)備正常生產(chǎn);同樣200kw功率和爐容積的電爐,其生產(chǎn)時(shí),工件運(yùn)行的中心溫度也各異。遠(yuǎn)紅外線石英玻璃管比彈簧式溫度高出60~80℃,比碳化硅遠(yuǎn)紅外線式高出20℃~30℃。固然遠(yuǎn)紅外線輻射能力強(qiáng),熱轉(zhuǎn)換率高,熱穩(wěn)定性好、熱慣性小,而乳白石英玻璃管是利用石英玻璃管吸收來(lái)自白熱絲輻射的幾乎全部可見(jiàn)光和近紅外光,使之轉(zhuǎn)化為遠(yuǎn)紅外輻射。因此,它作為熱源的電烤爐、升溫快,生產(chǎn)周期短,減少勞動(dòng)強(qiáng)度,改善了生產(chǎn)環(huán)境。

2、安全壽命長(zhǎng):遠(yuǎn)紅外線石英玻璃管由于電阻絲是固定且密封在石英玻璃管內(nèi),石英玻璃且有耐高溫、耐腐蝕、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。因此,只要滬內(nèi)工件運(yùn)送時(shí)沒(méi)有強(qiáng)有力的機(jī)械撞擊,它不可能隨便破裂損壞。所以有效保護(hù)了電阻絲隔絕潛溶劑蒸氣腐蝕和氧化。同時(shí)電阻絲不裸露,又杜絕了爐內(nèi)產(chǎn)生明火的機(jī)會(huì),故爐內(nèi)高壓潛溶劑蒸氣燃燒與爆炸的隱患也減少了。

3、由于遠(yuǎn)紅外石英玻璃管所產(chǎn)生的熱輻射率更高,且溫度均勻,熱固性涂料在穩(wěn)定適合溫度下固化成膜條件優(yōu)越,也保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

遠(yuǎn)紅外線石英玻璃管電烤爐的制作是將總共200kw功率的燈管按長(zhǎng)24米×寬1.4米的爐底面積平均安裝,同樣按進(jìn)口出口中部三區(qū)分別由電器零件自動(dòng)控制。每只燈管下面裝有鋁合金反射罩,在燈管上面安裝鋼窗網(wǎng)防護(hù)罩,防止工件運(yùn)行時(shí)掉在上面損壞燈管。由于遠(yuǎn)紅外石英玻璃管價(jià)格貴,加上生產(chǎn)燈管的廠家在生產(chǎn)時(shí)成活率不高,比起碳化硅遠(yuǎn)紅外板造價(jià)貴。但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)經(jīng)濟(jì)利益來(lái)看,它的制造費(fèi)用可從日后大批量的生產(chǎn)中彌補(bǔ)?？梢钥隙?遠(yuǎn)紅外線石英玻璃電加熱器是熱固性涂料比較理想的熱源發(fā)生器,完全可以在生產(chǎn)中推廣,從安全的角度來(lái)講更應(yīng)有推廣應(yīng)用的必要。

在談了三種熱源烤爐的同時(shí),我們?cè)僬務(wù)効緺t在涂烤生產(chǎn)中防燃燒爆炸的問(wèn)題:

連續(xù)式烘烤爐在生產(chǎn)過(guò)程中,由于爐壓、爐溫、易燃物的引入都會(huì)引起爐中起火爆炸。不僅造成國(guó)家財(cái)產(chǎn)的損失,更重要危及生產(chǎn)工人的生命。防爆炸就其意義來(lái)講勿需贅述。

引起烤爐起火爆炸的主要原因包括爐溫、爐壓和燃火源三個(gè)方面。如何正確掌握和控制這三個(gè)方面引燃引爆的因素,以利于熱固性涂料的安全生產(chǎn).以最容易引起護(hù)內(nèi)起火爆炸的。

PVF涂料為例加以說(shuō)明:

1、在涂烤PVF涂料時(shí),由于爐內(nèi)溫度過(guò)高和在烘烤涂膜時(shí)涂料中蒸發(fā)出來(lái)的潛溶劑密度過(guò)大,爐內(nèi)易發(fā)生爆炸起火.究其原因是由于升溫快,加熱器表面溫度保持在500℃左右,致使?fàn)t內(nèi)工件中心平均溫度趨于280℃。如果沒(méi)有煙囪的散溫和排氣,就會(huì)起火爆炸.因此煙囪在爐體兩端布置和合理控制排風(fēng)口開(kāi)啟大小就是防爆防燃的關(guān)鍵。特別要注意當(dāng)快要干燥成膜的工件在接近遠(yuǎn)離進(jìn)口的第二個(gè)煙囪時(shí),此處的排風(fēng)口盡量開(kāi)小。在這個(gè)煙囪附近的爐腔區(qū)是發(fā)火易爆的重點(diǎn)部位.溫度屬于最高區(qū)域,如果把排風(fēng)口打開(kāi)過(guò)大,爐體兩頭的可燃?xì)怏w會(huì)蜂涌而至,造成潛溶劑高密度集中,在高溫區(qū)起火爆炸。

2、爐內(nèi)起火爆炸與室外氣壓密度有關(guān);在氣候變化較頻繁的陰雨低溫高壓天氣,即使變換煙囪排風(fēng)口大小,由于外界自然氣壓密度過(guò)大,爐體內(nèi)有害高壓易燃?xì)怏w根本不能或很少排放,也會(huì)在爐內(nèi)高溫區(qū)使蒸發(fā)的潛溶劑蒸氣起火爆炸。因此,最好在晴好低壓天氣時(shí)開(kāi)爐生產(chǎn)。

3、溫度的對(duì)流調(diào)節(jié):爐體兩端分別安裝了兩個(gè)較矮的煙囪,口徑為Φ300毫米排風(fēng)口和爐體上煙囪一樣也是可調(diào)節(jié)的。因?yàn)闋t體兩端進(jìn)出口是工件的進(jìn)出口通道,基本上是敝開(kāi)的。爐體上的高煙囪在排放氣體時(shí),爐體兩端進(jìn)出口是爐內(nèi)冷氣的進(jìn)氣口。故靠近兩端爐腔是冷溫區(qū)域。造成進(jìn)入的工件在進(jìn)口時(shí)不能預(yù)熱,在出口時(shí)不能充分干燥。解決這個(gè)間題的方法是適當(dāng)調(diào)節(jié)兩端矮煙囪的排風(fēng)口大小,使?fàn)t腔中部高壓高溫?zé)峥諝饣爻閮啥藸t腔,產(chǎn)生對(duì)流,達(dá)到調(diào)節(jié)爐腔內(nèi)兩端區(qū)域溫度的目的,起到降壓調(diào)溫的作用。

4、煙囪設(shè)計(jì)在長(zhǎng)24米的爐體上距進(jìn)出口兩端適當(dāng)距離后配置3~4個(gè)是較理想的?？趶交旧夕?00毫米,裝有可調(diào)節(jié)風(fēng)口大小的排風(fēng)門(mén)。升溫時(shí)可全部關(guān)閉排風(fēng)門(mén)，溫度升高后在生產(chǎn)時(shí),可據(jù)爐內(nèi)溫度壓力情況隨時(shí)開(kāi)啟關(guān)閉,操作者要靈活掌握。如掌握不好,也會(huì)引起爐腔內(nèi)蒸氣壓力和溫度升高,發(fā)生起火爆炸。切忌在煙囪上裝抽風(fēng)機(jī),安裝了抽風(fēng)機(jī)利少弊多。其一,如果爐內(nèi)氣壓溫度過(guò)大,開(kāi)啟抽風(fēng)機(jī)爐內(nèi)溫度會(huì)迅速冷卻,形成爐內(nèi)驟冷.其二,升溫時(shí)不開(kāi)啟抽風(fēng)機(jī),即煙囪處于關(guān)閉狀態(tài),爐中溫度升溫加劇,高溫使桶壁上PVF涂料中的潛溶劑揮發(fā)成高壓蒸氣,密度急劇增高達(dá)到飽和,一旦溫度繼續(xù)升高就會(huì)引起起火爆炸。3~4個(gè)煙囪配置,利用空氣溫差原理使其自然排放,合理掌握排風(fēng)口開(kāi)口的大小,既能保證爐內(nèi)合適溫度,又能保證易燃高壓潛溶劑的高空排放。

5、工件在涂烤時(shí)由于操作者疏忽,一次涂得過(guò)厚,工件在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)由于離心口或振動(dòng)作用,一部分多余的涂料會(huì)由工件涂面流在爐體軌道和防護(hù)罩上;或工件在涂烤時(shí)不注意,外壁帶入流掛粒狀的涂料掉在爐中防護(hù)罩和熱源。時(shí)間一長(zhǎng),掉在上面的涂料干燥后,繼續(xù)烘烤。由于距離熱源近,高溫達(dá)到涂膜燃點(diǎn),發(fā)生起火現(xiàn)象,同時(shí)引燃爐中高壓潛溶劑燃燒爆炸。這一點(diǎn)在涂烤PVF涂料中要特別引起注意。

六、熱固性涂料在爐中烘烤成膜的工藝條件

合格的熱固性涂料工件,關(guān)鍵在于涂膜附著力強(qiáng),涂膜厚度基本均勻(厚度一般在20~30μm左右)色澤一致,表面具有光亮度、無(wú)流掛、無(wú)氣泡等特點(diǎn)。如何滿足上述這些生成條件呢?這就看完成涂烤的整個(gè)過(guò)程是否滿足了涂料在涂烤成膜的工藝條件。如果在涂烤的工藝過(guò)程中忽視了哪一個(gè)環(huán)節(jié)均會(huì)造成失敗。我們從工藝的次序加以說(shuō)明:

1、涂裝方式:

兩涂?jī)煽?第一次涂10~15μm。第二次涂20~30μm。(指漆膜烤干后用漆膜測(cè)厚儀實(shí)測(cè)厚度)兩次的溫度有些區(qū)別:即第一次入爐烘烤溫度約低于第二次入爐烘烤溫度10℃~20℃。

2、烘烤時(shí)間保證:

不同熱固性涂料中由于潛溶劑不同,因此化學(xué)性質(zhì)和蒸發(fā)溫度各異,蒸發(fā)掉所有潛溶劑的時(shí)間也不一樣。見(jiàn)PVF熱固性涂料為例;進(jìn)爐與出爐每次烤干漆膜的時(shí)間大致為15~20分鐘，而FM系列為12~15分鐘時(shí)間.時(shí)間過(guò)長(zhǎng),涂膜出現(xiàn)焦糊。時(shí)間短,涂膜不干。PVF涂膜當(dāng)?shù)谝淮魏婵境鰻t時(shí)不干,在第二次復(fù)涂入護(hù)烘烤時(shí)工件的涂膜會(huì)嚴(yán)重發(fā)泡。

3、爐溫選擇:

爐溫是熱固性涂料成膜關(guān)鍵。PVF系列涂料成膜的最佳爐內(nèi)溫度為230℃~260℃,低于230℃由于涂膜中潛溶劑尚未蒸發(fā)完全,故形成的涂膜附著力極差,大片涂膜成塊狀脫落;高于260℃低于280℃時(shí)涂膜焦糊。同時(shí)爐內(nèi)蒸發(fā)出的潛溶劑氣體的燃點(diǎn)為280℃,當(dāng)爐溫高于280℃時(shí)容易引起爐內(nèi)潛溶劑燃燒爆炸。所以爐溫是滿足熱固性涂料成膜的基本條件,烘烤時(shí)間是熱固性涂料成膜的有機(jī)保證。二者互相依存,不可偏廢。

4、爐壓調(diào)整

爐壓是熱固性涂料在溫度作用下潛溶劑蒸發(fā)所產(chǎn)生的壓力稱爐內(nèi)壓力。爐壓是影響熱固性涂料成膜干燥快慢的因素。當(dāng)爐內(nèi)溫度升高、涂料的潛溶劑大量蒸發(fā),爐體基本上是封閉的,爐腔內(nèi)隨溫度升高和時(shí)間的加長(zhǎng)潛溶劑蒸氣密度增加,壓力加大,循環(huán)在爐內(nèi)工件在烘烤中潛溶劑的揮發(fā)也隨壓力加大越來(lái)越困難。因此,一樣長(zhǎng)的時(shí)間和同樣溫度由于爐內(nèi)壓力的不同,烤出的涂膜干燥程度不一樣。所以隨時(shí)開(kāi)啟調(diào)節(jié)煙囪排風(fēng)口開(kāi)關(guān)大小在不影響爐溫情況下,保證滬內(nèi)蒸氣壓力始終偏于下限,這對(duì)涂膜中潛溶劑的蒸發(fā)有幫助。同時(shí)對(duì)減少爐內(nèi)起火爆炸也有幫助。

5、涂裝時(shí)壓縮空氣中的油和水的過(guò)濾及合理調(diào)節(jié)儲(chǔ)漆罐中的過(guò)濾空氣壓力大小。

在涂裝施工中,少不了使用壓縮空氣,由于配氣站距離工作場(chǎng)地較遠(yuǎn)。連接送氣的管道過(guò)長(zhǎng),空氣壓力在輸送管內(nèi)壓力損失大;加上配氣站供氣是由空氣壓縮機(jī)供給,壓縮空氣中氣缸內(nèi)的油和水隨同輸送管道進(jìn)入儲(chǔ)漆罐內(nèi),不經(jīng)過(guò)過(guò)濾或升壓、調(diào)壓直接進(jìn)入涂裝的漆膜中,出現(xiàn)漆膜成膜時(shí)發(fā)泡或漏涂等疵病;同時(shí),儲(chǔ)漆罐中的空氣壓力不一致也會(huì)直接影響噴嘴霧化漆流。如果壓力適合,漆流霧化好;太大會(huì)使壓縮漆流在噴出瞬間急劇膨脹,將潛溶劑在噴嘴高速噴出的瞬間幾乎完全揮發(fā),漆流呈粉狀或粉絲狀覆蓋工件表面,入爐后難以成膜;壓力過(guò)小漆流供應(yīng)不上,霧化也不良,工件表面漆膜厚度不一,入爐后固化的涂膜當(dāng)然不會(huì)均勻。

所以,熱固性涂料在烘烤中成膜的工藝條件是復(fù)雜的,我們只能通過(guò)實(shí)踐因勢(shì)利導(dǎo),摸索規(guī)律,摸索經(jīng)驗(yàn),盡量達(dá)到滿足不同系列熱固性涂料成膜的生成條件。

七、成膜的后處理

由烤爐經(jīng)過(guò)高溫固化而送出來(lái)的工件,如何維護(hù),屬于成膜的后處理。熱固性涂料在爐內(nèi)經(jīng)過(guò)適當(dāng)溫度,蒸發(fā)掉內(nèi)部所有潛溶劑,剩下的屬于固化后的固體成份。以PVF涂料為例,占涂料的20~30%左右。開(kāi)始由爐中出來(lái),溫度達(dá)230℃左右,且揮發(fā)的潛溶劑未徹底完全,故還待進(jìn)一步冷卻揮發(fā)到常溫。剛出爐的固化涂膜比較軟,切忌用金屬和堅(jiān)硬物碰撞。出爐口的地面要保持干燥無(wú)灰塵和泥沙,防止灰塵泥砂在轉(zhuǎn)運(yùn)工件中飛濺出在溫度較高的軟和漆面上而粘附在上面。涂膜完全冷卻后,要目測(cè)漆膜表現(xiàn)有沒(méi)漏涂、汽泡、流掛、針孔等癥病。如果有要采取補(bǔ)救措施。如漏涂的的工作要用毛刷補(bǔ)涂后入爐再烤;如氣泡、流掛、針孔現(xiàn)象要燒掉原涂漆膜經(jīng)表面處理后復(fù)涂。漆膜干燥后還要進(jìn)行漆膜厚度測(cè)量。一般漆膜厚度在20~30μm之內(nèi)。低于2μm其耐腐蝕和耐沖擊達(dá)不到國(guó)際包規(guī)海上危險(xiǎn)品包裝運(yùn)輸要求。高于30μm漆膜在工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)溫度下難以干透。而且漆表面容易起皺,無(wú)光亮度,附著力也差。因此,成膜的后處理是熱固性涂料施工工藝的最終檢驗(yàn)。

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